探究性學習在高中生物實驗中的研究與實踐

孫旗 趙卓

摘要：隨著課程改革的實施，探究學習逐漸走進教育者的視野。生物學科中，實驗是鍛煉學生能力、開闊思維的重要部分。為了幫助教師更好地進行實驗教學，培養科學型人才，本文研究了探究性學習的相關理論和高中生物實驗教學的類型，具體分析了高中生物教學過程中融入探究學習方式的策略和方法。

關鍵詞：探究學習 高中生物實驗 教學策略

中圖分類號：G633? 文獻標識碼：A? 文章編號：1009-5349（2019）04-0207-02

新時代的人才，是不僅只懂理論知識，還需要有探究能力的、創新操作型人才。探究學習這一教學策略，不僅使學生積累了知識，而且鍛煉了能力，開拓了思維，獲得了科學素養。探究學習幫助學生具備基本的素質，能夠參與到設計解決具體問題的實踐中。

在應試教育的背景下，實驗教學更能鍛煉能力，卻往往被忽視。許多科學家倡導自然學科的教師在教學中應注重實驗教學，來推動學科的發展。在生物學中，了解生物實驗的類型可以方便尋找恰當的教學方法。而生物學實驗是有計劃地探究的過程。[1]因此本文將二者融合，對高中生物實驗教學的類型進行分析，應用探究性學習，激發學生探究意識，鍛煉其科學探究能力。

一、探究性學習的特征

科學探究是指學生通過發現問題或現象去獲得知識、領略科學探究方法的實踐活動。[2]應通過探究性學習幫助學生成為知識的主動建構者。

1.主體性

探究活動要以學生為主體，思維不僅僅局限在課本上的固定知識，要自主探究，整合自己的認知結構，無論是課題和探究方式方法的選擇，還是設計探究過程，學習者都要親自參與并解決問題。在發現疑惑確定題目階段，每個學習者都有自己的想法，這個時候完全體現了學生的主體性，最終的題目由組內成員彼此討論確定，依據研究問題，成員們確定實驗所應用的材料并參與設計過程。

2.探究性

探究學習的過程要求學習者有一定的探索精神和探究意識，要根據課題提出自己的見解。教師可以在最后的檢驗評價環節中適當為學生提供幫助，切忌為學生提供整個探究過程，讓學生被灌輸知識，而是要輔助學生去“探究”。如在研究“影響酶活性的條件”中，實驗材料的確定、實驗遵循的原則、用什么方法控制變量以及實驗中條件如何設置等均應該由學生來探究。

3.實踐性

實踐是讓研究者真實獲得知識和經驗的方式。探究者不能僅學理論知識，整個探究過程都需要去實踐操作。這要求探究主體要有一定的實踐精神和動手實踐的能力。如在“酵母菌的呼吸方式”中，教學對象必須動手操作實驗，調配培養液，檢驗酒精是否產生等環節都需要操作觀察，并總結實驗注意事項，沒有學生的親自實踐，實驗教學是沒有任何意義的，只有通過實踐，讓學生真正參與進來，他們才會真正得到收獲。

4.合作性

探究學習活動是一個積累知識、鍛煉能力的學習交流過程。學習者應具備合作探究精神。例如在 “用樣方法調查某種植物的種群密度的實驗”中，首先分若干個探究小組，在勘察地形之后小組之間討論確定該地區中所含物種種類，確定合適的調查對象，再分工合作，由幾個人負責一個樣方計數，注意要做到隨機取樣，小組合作計算種群密度。分工合作節省了時間，又讓所有人參與了探究過程，而探究者在這個過程中得到了鍛煉，收獲了新知識。

二、高中生物實驗的分類

1.觀察描述型生物實驗

以觀察為主的實驗特點是：使用實驗藥品和操作部分較少、實驗設計環節較簡單、多數會用到顯微鏡等觀察儀器，重點在“觀察”，通過觀察來進行實驗。以觀察為主的實驗，在進行完實驗的基礎設計之后，要留心觀察儀器的使用問題。通過直觀觀察或借助實驗儀器觀察處理后的實驗對象，描述實驗對象，得出實驗結果。涉及借助高倍顯微鏡觀察細胞的實驗就是典型的以觀察為主的實驗，教師要先介紹觀察儀器構造，再演示使用方法，在教學中教師要引導學生自主觀察，來辨認對象。

2.動手操作型生物實驗

以操作為主的生物實驗的特點是：明確完實驗原理和目的、確定完材料之后，對過程的操作要求極高，對實驗器材的使用、實驗藥品的配置、實驗方法步驟都要把握得準確無誤。此類型實驗可以鍛煉學生的操作能力。如在“色素提取分離”的實驗中就是典型的以操作為主，在濾紙條的制備等環節對動手操作能力要求極高。大部分高中學生的分析和操作能力不太強。因此，老師可以利用此類實驗鍛煉這個年齡段學生的操作能力。

3.數據分析型生物實驗

以數據分析為主的實驗特點主要是設計過程后，最終的結果離不開數據的分析，對觀察、操作的要求沒有前兩類高。但是要求數據是真實的。如“用樣方法調查某些植物種群密度實驗”中，最終是要以數據來得出結論，而獲得數據的關鍵在于“隨機取樣”，要求計數原則，要求真實，才能保證實驗結果的準確率，對數據的分析也涉及統計學知識。

三、探究學習在高中生物實驗中的應用

（一）教學步驟

探究性學習在實驗教學中由學生發現確定問題、假設結論、設計過程、得出結論并進行交流。在植物細胞吸水失水實驗中：上課前學生分成若干學習小組，在教師創設情境比如“腌咸菜、燒苗等”現象之后，由各個學生思考自己提出想探究的問題，然后小組討論定下合適的題目，之后再進行假設，根據所得結果驗證假設是否正確，最后總結交流。

（二）教學策略

（1）聯系生活，創設情境從學生常見的日常生活或自然現象出發，激發求知欲，引導其提出問題。[3]比如在“植物細胞吸水和失水”中，教師可以與腌制菜的過程相結合，或者問學生是否吃過糖拌柿子，為什么糖拌柿子會有汁水出來，或者詢問學生是否清楚燒苗現象。而這些實例屬于在日常生活中與本節實驗內容相關的常識。在試驗開始前，教師聯系生活實際詢問，激發學生共鳴，讓學生想認識并解決自己的困惑，設計解決過程。

（2）鼓勵學生提問，開闊思維。在探究過程中，教師應鼓勵學生勇敢提問，不能抹殺學生的探究積極性，教師要有一定耐心和知識功底。如在“影響酶活性的條件”中，讓學生大膽猜想可能影響酶活性的條件。

（3）利用多媒體技術優化探究實驗。現代多媒體技術為教學提供了許多教學資源。為了規范學生操作，教師可借助多媒體向學生播放此節的視頻。如在“探索生長素類似物促進插條生根的最適合濃度”中，在實驗實施條件有限時，教師可以用多媒體技術，借助圖片展示材料用具，在學生設計完實驗后，教師也可以利用動畫或者視頻展示實驗環節或者實驗方法，比如“沾蘸法，浸泡法”等，讓實驗處理方法更直觀。

本文介紹了探究學習的理論知識并分析了生物實驗教學的類型，將探究學習理論和實驗教學緊密結合，使實驗教學更加符合素質教育要求，使學生成為知識的主動探索者，利用實驗教學鍛煉學生能力，培養學生的科學素養，進一步推動素質教育的實施。

參考文獻：

[1]徐建華.淺述生物實驗與探究性學習的關系[C].//教育探索與實踐學術，2014.

[2]（美）國家研究理事會.美國國家科學教育標準[Z].戢守志等譯.北京：科學技術文獻社，1999.

[3]梁曉敏.以問題引導高中生物探究性學習的開展[J].生命世界，2010（4）：84-85.

責任編輯：孫瑤